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大港油田某采油厂回注污水缓阻垢剂的实验实验

添加时间：2024-05-06

摘要: 针对大港油田采油厂污水回注的特点，研制了一种室内回注水缓蚀阻垢剂。通过正交实验可知，当改性咪唑啉A用量为8%、有机膦酸酯B用量为25%、增效剂C用量为6%时，复配缓蚀阻垢剂将中间体投加量50mg/L，污水腐蚀速率小于0.076mm/a。该药剂缓蚀率可达85%以上，阻垢率90%以上，满足大港油田某采油厂回注污水缓蚀要求。防垢需求。

关键词：污水回注；缓蚀剂和阻垢剂；缓蚀率；碳酸钙阻垢率

介绍

针对大港油田采油厂污水的特点，进行了污水缓蚀阻垢剂的复配研究，通过正交实验确定了污水缓蚀阻垢剂的配方。该缓蚀阻垢剂具有耐高温、用量小、效果显着的特点。

1实验部分

1.1 实验废水

水样取自大港油田采油厂新鲜污水，不含试剂。取样方法参照SY/T 5273-2000《油田采出水中缓蚀剂性能评价方法》。取样后密封，12小时内使用。

1.2 缓蚀阻垢剂的制备

研究了改性咪唑啉a、有机膦酸盐B和增效剂C的缓蚀阻垢复配。改性咪唑啉a是实验室自制的，有效含量80%，棕红色液体。；有机膦酸酯B为外购工业产品，无色液体；增效剂C为外购工业品，白色固体。根据三因素三水平正交实验设计，将改性咪唑啉A、有机膦酸酯B、增效剂C依次加入罐内，最后加入蒸馏水搅拌均匀，即为腐蚀、阻垢剂。抑制剂样品。蒸馏水的量不是调查的一个因素。

1.3 评价方法

油田水分析方法。

添加缓蚀阻垢剂前后污水静态腐蚀率和缓蚀率评价标准：SY/T5273-2000《油田采出水中缓蚀剂性能评价方法》。实验容器是一个带有蓝色盖子的商业罐子。先添加待测缓蚀阻垢剂，然后挂挂片。最后在氮气和氧气的驱动下，直接加入新鲜污水并密封进入电培养箱进行实验；由于实验温度为70℃，该标准要求的橡胶塞密封广口瓶温度过高，软木塞密封不严，往往导致实验失败。蓝盖广口瓶密封性能好，避免了这个问题，提高了工作效率。

缓蚀阻垢剂阻垢率评价标准：Q/sy126-2014《油田水处理缓蚀阻垢剂技术规范》。本研究中缓蚀阻垢剂的垢类型为碳酸钙垢。因此，本实验仅考察碳酸钙缓蚀阻垢剂的缓蚀率。

2个实验

(1)选取几种氧化型和非氧化型杀菌剂进行杀菌性能初步评价，初步筛选出二氯异尿酸钠、二氧化氯、戊二醛、1227、异缬草酮等几种高效杀菌剂。杀菌剂。

（2）二氯异三脲酸钠、二氧化氯等氧化性杀菌剂对油田回注水有氧化或腐蚀作用，稳定性差，很快被水中有机物消耗，需求量大幅增加。考虑使用非氧化性杀菌剂。

(3)化合物戊二醛、1227、异硫唑嘌呤酮。实验表明，复合杀菌剂戊二醛/1227、戊二醛/异硫帕林酮、1227/异硫帕林酮的浓度分别为25mg/L、45mg/L、35mg/L时，水质达标，杀菌率分别为99.98%、99.97%、99.98%。三种复合化学品的灭菌成本分别为0.52元/吨、1.40元/吨、0.75元/吨。戊二醛/1227用作油田回注水杀菌剂。

(4)按照油田回注水系统工艺流程，在油田回注水中依次添加缓蚀阻垢剂、除硫剂、杀菌剂。它们具有良好的相容性，药剂之间的协同作用使得药剂的加工效果得到一定程度的增强。缓蚀阻垢剂PAPE/HEDP/PAA(质量比2.5:5:1)浓度为85mg/L，脱硫剂FeCb/PAC浓度为120mg/L(FeCl3和PAC浓度为105mg/L)。 L和15mg/L)，同时添加戊二醛/1227(质量比1:2)25mg/L时，缓蚀率、阻垢率、杀菌率分别为92.72%、98.21%、分别为100%，剩余硫化物浓度为1.84 mg/L。 L、处理一吨水总成本为2.3元。

2.2 结果与讨论

2.2.1 腐蚀原因探讨

通过对油田回注水水质的研究可以看出，污水水质具有矿化度高、氯离子浓度高、硫化物浓度高、细菌数量多等特点，是造成严重腐蚀和污染的主要原因。系统的扩展。

水中含有10000mg/L以上的C。由于氯离子具有高极性和穿透性，因此可以优先吸附在金属表面。特别是在金属表面的保护膜有缺陷或薄弱的地方，氯离子可以达到较高的浓度，加上其较强的渗透性，导致局部腐蚀，形成腐蚀坑。一方面是盐腐蚀。同时，石油生产过程中的油砂直接附着在石油套管上，具有一定的透气性。。

透水性：在附着在油砂上的铁表面上，Fe2+与溶液中的C结合生成FeCl2。由于FeCl2的不断水解，附着处的pH值逐渐降低，成为酸性区。

阳极反应为：Fe-2e-^Fe2+

阴极反应为：2+2、0+4/-40H

附着物下的低pH值引起氢去极化反应，迅速加剧油与套管附着物下的铁表面的腐蚀。这就是一些管道频繁穿孔的原因。

硫和硫化物都直接或间接地对污水处理和回注设备产生不同程度的腐蚀作用。水中的S2-由于其外层电子云易变形、穿透能力强，对钢材有很强的腐蚀性。因此，常常在钢材表面形成局部腐蚀或点蚀，最终击穿管壁而将其破坏。注水系统。

一方面，随着温度、压力的变化，含有不同成分的污水会沉积在管壁上形成水垢，管道水垢的主要成分为CaCCh、CaSO4>Fe2O3；另一方面，一些腐蚀产物也沉积在管壁上，形成覆盖层。由于氧化皮层和腐蚀产物覆盖层一般难以形成致密的保护层，从而加剧腐蚀。由于电解液和SRB的作用，在垢下发生腐蚀。随着腐蚀的进行，氧化皮下会形成酸性腐蚀层。区（阳极区），从而加速腐蚀并造成穿孔。

当硫酸盐还原菌（SRB）存在于厌氧环境中时，与污水接触的钢材表面可形成多对腐蚀细胞。反应如下： 4Fe-Fe2+ + 3Fe2+ + 8e'

油井产出水中含有较高的SO42-离子，SRB依靠其氢化酶与SO42-反应：

4Fe + SO42' + 4H2O - FeS + 3Fe(OH)2 + 20H'

从以上分析可以看出，对油田回注水系统腐蚀速率影响较大的主要因素是：高浓度的氯离子、硫和硫化物以及SRB细菌的数量。因此，控制腐蚀需要去除硫化物和SRB，并添加缓蚀剂来减少系统腐蚀。

2.2.2 缓蚀剂的选择

实验以三聚磷酸钠、苯并三唑（BTA）、多元醇磷酸酯（PAPE）、羟亚乙基二硫酸酯（HEDP）为缓蚀剂，研究缓蚀性能，筛选高效缓蚀剂。试验前油田注水旋转试片平均腐蚀率为0.9720mm/a。试片表面有严重的氧化皮，上面附着并生长着一层坚硬的黑色氧化皮。酸洗后，优惠券出现严重凹坑。四种缓蚀剂在不同浓度下的缓蚀率。

当四种缓蚀剂添加到一定浓度时，油田回注水的腐蚀速率即可达标。三聚磷酸钠用作无机缓蚀剂。当投加浓度为220mg/L时，腐蚀速率为0.0404mm/a，缓蚀率可达95.84%。有机缓蚀剂中，HEDP和PAPE的缓蚀性能优于BTA。效果不错。当投加量为150mg/L和120mg/L时，即可达到出水标准，缓蚀率分别为94.75%和95.33%。当BTA为200mg/L时，腐蚀速率可达0.0728mm/a，缓蚀率为92.51%。

由于三聚磷酸钠易水解，与水中的钙离子反应生成磷酸钙垢，极易促进藻类生长，腐蚀铜及铜合金。 HEDP和PAPE具有良好的化学稳定性，不易水解，能承受较高的温度，具有良好的阻垢效果。因此，HEDP和PAPE被用作油田回注水的缓蚀剂。为了提高缓蚀效率、减少化学品用量，将两种缓蚀剂复配，研究缓蚀性能，提高缓蚀率。

3结论

通过对现场新鲜污水的水质检测，分析了影响污水腐蚀和结垢的主要因素。通过正交实验，研制出适合大港油田采油厂回注污水的缓蚀阻垢剂。结论如下：

1）大港油田某采油装置腐蚀结垢的主要影响因素是高盐度、水温、细菌和硫化氢； 2）当改性咪唑啉A含量为8%，有机膦酸酯B含量为25%时，增效剂C为6%。研制的缓蚀阻垢剂缓蚀率可达85.36%，阻垢率达到93.25%。适用于大港油田某采油厂注水系统缓蚀阻垢需求。

参考

[1] 王燕飞，郑镜堂，吴明谦。活性炭纤维处理油田回注水的可行性工业水处理。 2007, 27(011): 8~10.

[2] 潘红雷. 油气田油气废水排放原因分析大庆石油地质与开发。 1996, 15(002): 68~70.

[3] 王芳. 二氧化氯杀菌剂在油田回注水处理中的应用江汉石油职工大学学报． 2007, 20(004): 68-71。